TWI452376B - 微型鏡頭模組 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種鏡頭模組，且特別是有關於一種微型鏡頭模組。
隨著科技的進步，各種可攜式電子產品如手機及個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、筆記型電腦(notebook PC)、平板電腦(tablet PC)等，通常配備有微型照相鏡頭，以讓使用者可記錄生活中的浮光掠影。在性能持續提升以及價格不斷下降的情況下，照相功能已成為可攜式電子產品一種普遍而基本的功能。
一般而言，微型照相鏡頭通常配備有影像感測元件，諸如感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或者互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)等，其尺寸也愈來愈小，連帶使得可攜式電子產品所搭配的鏡頭亦須隨之縮小尺寸，以符合可攜式的需求。以目前技術而言，由兩群透鏡群所組成的成像鏡頭是一種可達到理想的成像品質，並同時兼顧鏡頭體積的形式之一。
本發明提供一種微型鏡頭模組，可獲得理想的成像品質且具有微小化的體積。
本發明提供一種微型鏡頭模組，包括第一透鏡群以及第二透鏡群。第一透鏡群配置於物側與像側之間，具有正屈光度，且包括從物側往像側依序排列之第一透鏡及第二透鏡，其中第二透鏡為第一透鏡群中最靠近像側的透鏡，且第二透鏡之朝向像側的表面為非球面。第二透鏡群配置於第一透鏡群與像側之間，具有負屈光度，且包括從物側往像側依序排列之第三透鏡及第四透鏡。第一透鏡群由第一複合透鏡所組成。第一複合透鏡包括多個透鏡。所述多個透鏡彼此貼合，且所述多個透鏡中的至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率。
在本發明之一實施例中，上述之第一透鏡群更包括第一透光平板。
在本發明之一實施例中，上述之第一透鏡之朝向物側與像側的表面分別為第一表面及第二表面。第一透光平板之朝向物側與像側的表面分別為第三表面及第四表面。第二透鏡之朝向物側與像側的表面分別為第五表面及第六表面。第二表面與第三表面彼此貼合，第四表面與第五表面彼此貼合，形成第一複合透鏡。
在本發明之一實施例中，上述之第二透鏡群更包括第二透光平板。
在本發明之一實施例中，上述之第二透鏡群由第二複合透鏡所組成。第二複合透鏡包括多個透鏡。所述多個透鏡彼此貼合，且所述多個透鏡中的至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率。
在本發明之一實施例中，上述之第三透鏡之朝向物側與像側的表面分別為第七表面及第八表面。第二透光平板之朝向物側與像側的表面分別為第九表面及第十表面。第四透鏡之朝向物側與像側的表面分別為第十一表面及第十二表面。第八表面與第九表面彼此貼合，第十表面與第十二表面彼此貼合，形成第二複合透鏡。
在本發明之一實施例中，上述之第一透鏡平凸透鏡，第一透鏡之凸面朝向物側，第一透鏡之平面朝向像側。第二透鏡平凸透鏡，第二透鏡之平面朝向物側，第二透鏡之凸面朝向像側。
在本發明之一實施例中，上述之第三透鏡平凹透鏡，第三透鏡之凹面朝向物側，第三透鏡之平面朝向像側。第四透鏡平凸透鏡，第四透鏡之平面朝向物側，第四透鏡之凸面朝向像側。
在本發明之一實施例中，上述之第一透鏡平凹透鏡，第一透鏡之凹面朝向物側，第一透鏡之平面朝向像側。第二透鏡平凸透鏡，第二透鏡之平面朝向物側，第二透鏡之凸面朝向像側。
在本發明之一實施例中，上述之第三透鏡平凸透鏡，第三透鏡之凸面朝向物側，第三透鏡之平面朝向像側。第四透鏡平凹透鏡，第四透鏡之平面朝向物側，第四透鏡之凹面朝向像側。
在本發明之一實施例中，上述之第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡各為非球面透鏡。
基於上述，在本發明之範例實施例中，微型鏡頭模組藉由複合式透鏡群與其他透鏡群之組合，在兼顧製造便利性下，可同時提升成像品質，且具有微小化的體積。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本發明之範例實施例中，微型鏡頭模組包括由於物側往像側排列之多個透鏡群。其中該等透鏡群中的至少其中之一由複合透鏡所組成。該複合透鏡包括多個彼此貼合的透鏡，且至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率。
圖1A為本發明一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。請參照圖1A，在本實施例中，微型鏡頭模組100包括一第一透鏡群110及一第二透鏡群120。第一透鏡群110配置於物側與第二透鏡群120之間，由一第一複合透鏡所組成，且具有正屈光度。第一複合透鏡包括由物側往像側依序排列之一第一透鏡112、一第一透光平板114及一第二透鏡116。在本實施例中，第二透鏡116為第一透鏡群中最靠近像側的透鏡，且第二透鏡116之朝向像側的表面S4為一非球面。在本發明之範例實施例中，複合透鏡是指由多個彼此貼合的透鏡所組成，且至少其中之一與其他透鏡具有不同折射率之透鏡。例如，本實施例之第一透光平板114與第一透鏡112及第二透鏡116具有不同的折射率，且三者彼此貼合形成第一複合透鏡。
具體而言，在本實施例中，第一透鏡112為一平凹透鏡，其凹面S1朝向物側，平面S2朝向像側並與第一透光平板114之平面貼合形成一孔徑光欄(aperture stop)。第二透鏡116為一平凸透鏡，其平面S3朝向物側並與第一透光平板114之平面貼合，凸面S4朝向像側。換句話說，本實施例之第一透光平板114的其中一平面與第一透鏡112之平面S2貼合，且另一平面與第二透鏡116之平面S3貼合，以形成第一複合透鏡。
第二透鏡群120配置於第一透鏡群110與像側之間，由一第二複合透鏡所組成，且具有負屈光度。應注意的是，在其他實施例中，微型鏡頭模組100之第二透鏡群並不限於以複合透鏡組成。第二複合透鏡包括由物側往像側依序排列之一第三透鏡122、一第二透光平板124及一第四透鏡126。本實施例之第二透光平板124與第三透鏡122及第四透鏡126具有不同的折射率，且三者彼此貼合形成第二複合透鏡。
具體而言，在本實施例中，第三透鏡122為一平凸透鏡，其凸面S5朝向物側，平面S6朝向像側並與第二透光平板124之平面貼合。第四透鏡126為一平凹透鏡，其平面S7朝向物側並與第二透光平板124之平面貼合，凹面S8朝向像側。換句話說，本實施例之第二透光平板124的其中一平面與第三透鏡122之平面S6貼合，且另一平面與第四透鏡126之平面S7貼合，以形成第二複合透鏡。另外，在本實施例中，第一透鏡112第二透鏡116、第三透鏡122及第四透鏡126各為一非球面透鏡。
在本實施例中，微型鏡頭模組100更包括一保護蓋70，配置於第二透鏡群120與像側之間，用以保護位於表面S10與像側之間的影像感測器60。保護蓋70具有兩表面S9、S10，其中表面S9朝向物側，表面S10朝向像側。在本實施例中，保護蓋70之材質為透光材質，例如玻璃、透明樹酯等，而影像感測器60可為電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)、互補式金氧半導體感測元件(complementary metal-oxide-semiconductor sensor,CMOS sensor)等。
以下內容將例示微型鏡頭模組100之一實施例。需注意的是，下述及表一、表二中所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。
在表一中，間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離，舉例來說，表面S3之間距，即表面S3至表面S4間於光軸A上之直線距離。備註欄中各光學元件所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外，在表一中，表面S1、S2為第一透鏡112的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡116的兩表面，表面S5、S6為第三透鏡122的兩表面，表面S7、S8為第四透鏡126的兩表面，而表面S9、S10為保護蓋70的兩表面，其中表面S10那列(row)中所填的間距為表面S10到影像感測器60的間距。
有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表一，在此不再重述。
上述之表面S1、S4、S5、S8為偶次項非球面，而其可用下列公式表示：
式中，Z為光軸A方向之偏移量(sag)，c是密切球面(osculating sphere)的半徑之倒數，也就是接近光軸A處的曲率半徑(如表一內S1、S4、S5、S8的曲率半徑)的倒數。k是二次曲面係數(conic)，r是非球面高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度，而α1
~α8
為非球面係數(aspheric coefficient)，在本實施例中係數α1
為0。表二所列出的是表面S1、S4、S5、S8的參數值。
此外，在本實施例中，微型鏡頭模組100的數值孔徑(F number)為2.8，等效焦距(effective focal length)為1釐米(mm)，視野角(field of view,FOV)為60度，第一透鏡群之等效焦距為1.05釐米，而第二透鏡群120之等效焦距為-12.01釐米。然，本發明不以上述為限。
圖1B及圖1C為圖1A之微型鏡頭模組100的成像光學模擬數據圖。請參照圖1B，其中圖1B中由左至右依序為場曲(field curvature)與畸變(distortion)的圖形。此外，圖1C為影像之橫向光線扇形圖(transverse ray fan plot)。由圖1B及圖1C所顯示出的圖形可知本實施例之微型鏡頭模組100可在具有微小化的體積之情況下，表現出良好的成像品質。
圖2A為本發明另一實施例之微型鏡頭模組200的結構示意圖。請參照圖2A，本實施例之微型鏡頭模組200與圖1A之微型鏡頭模組100類似，以下就兩者相異之處做說明，相同之處就不再重述。
具體而言，在本實施例中，微型鏡頭模組200包括一第一透鏡群210及一第二透鏡群220。第一透鏡群210配置於物側與第二透鏡群220之間，由一第一複合透鏡所組成，且具有正屈光度。第一複合透鏡包括由物側往像側依序排列之一第一透鏡212、一第一透光平板214及一第二透鏡216。在本發明之範例實施例中，複合透鏡是指由多個彼此貼合的透鏡所組成，且至少其中之一與其他透鏡具有不同折射率之透鏡。例如，本實施例之第一透光平板214與第一透鏡212及第二透鏡216具有不同的折射率，且三者彼此貼合形成第一複合透鏡。在本實施例中，第二透鏡216為第一透鏡群210中最靠近像側的透鏡，且第二透鏡216之朝向像側的表面S4為一非球面。
詳細而言，在本實施例中，第一透鏡212為一平凸透鏡，其凸面S1朝向物側，平面S2朝向像側並與第一透光平板214之平面貼合形成一孔徑光欄(aperture stop)。第二透鏡216為一平凸透鏡，其平面S3朝向物側並與第一透光平板214之平面貼合，凸面S4朝向像側。換句話說，本實施例之第一透光平板214的其中一平面與第一透鏡212之平面S2貼合，且另一平面與第二透鏡216之平面S3貼合，以形成第一複合透鏡。
第二透鏡群220配置於第一透鏡群210與像側之間，由一第二複合透鏡所組成，且具有負屈光度。應注意的是，在其他實施例中，微型鏡頭模組200之第二透鏡群並不限於以複合透鏡組成。第二複合透鏡包括由物側往像側依序排列之一第三透鏡222、一第二透光平板224及一第四透鏡226。本實施例之第二透光平板224與第三透鏡222及第四透鏡226具有不同的折射率，且三者彼此貼合形成第二複合透鏡。
具體而言，在本實施例中，第三透鏡222為一平凹透鏡，其凹面S5朝向物側，平面S6朝向像側並與第二透光平板224之平面貼合。第四透鏡226為一平凸透鏡，其平面S7朝向物側並與第二透光平板224之平面貼合，凸面S8朝向像側。換句話說，本實施例之第二透光平板224的其中一平面與第三透鏡222之平面S6貼合，且另一平面與第四透鏡226之平面S7貼合，以形成第二複合透鏡。另外，在本實施例中，第一透鏡212、第二透鏡216、第三透鏡222及第四透鏡226各為一非球面透鏡。
以下內容將例示微型鏡頭模組200之一實施例。需注意的是，下述及表三、表四中所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。
在表三中，間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離，舉例來說，表面S3之間距，即表面S3至表面S4間於光軸A上之直線距離。備註欄中各光學元件所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外，在表三中，表面S1、S2為第一透鏡212的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡216的兩表面，表面S5、S6為第三透鏡222的兩表面，表面S7、S8為第四透鏡226的兩表面，而表面S9、S10為保護蓋70的兩表面，其中表面S10那列(row)中所填的間距為表面S10到影像感測器60的間距。
上述之表面S1、S4、S5、S8為偶次項非球面，而其可用下列公式表示：
式中，Z為光軸A方向之偏移量(sag)，c是密切球面(osculating sphere)的半徑之倒數，也就是接近光軸A處的曲率半徑(如表三內S1、S4、S5、S8的曲率半徑)的倒數。k是二次曲面係數(conic)，r是非球面高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度，而α1
~α8
為非球面係數(aspheric coefficient)，在本實施例中係數α1
為0。表四所列出的是表面S1、S4、S5、S8的參數值。
此外，在本實施例中，微型鏡頭模組200的數值孔徑(F number)為2.8，等效焦距(effective focal length)為1釐米(mm)，視野角(field of view,FOV)為60度，第一透鏡群210之等效焦距為0.49釐米，而第二透鏡群220之等效焦距為-0.85釐米。然，本發明不以上述為限。
圖2B及圖2C為圖2A之微型鏡頭模組200的成像光學模擬數據圖。請參照圖2B，其中圖2B中由左至右依序為場曲(field curvature)與畸變(distortion)的圖形。此外，圖2C為影像之橫向光線扇形圖(transverse ray fan plot)。由圖2B及圖2C所顯示出的圖形可知本實施例之微型鏡頭模組200亦可在具有微小化的體積之情況下，表現出良好的成像品質。
綜上所述，在本發明之範例實施例中，微型鏡頭模組藉由複合式透鏡群與其他透鏡群之組合，在兼顧製造便利性下，可同時提升成像品質，且具有微小化的體積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
60．．．影像感測器
70．．．保護蓋
100、200．．．微型鏡頭模組
110、210．．．第一透鏡群
112、212．．．第一透鏡
114、214．．．第一透光平板
116、216．．．第二透鏡
120、220．．．第二透鏡群
122、222．．．第三透鏡
124、224．．．第二透光平板
126、226．．．第四透鏡
S1~S10．．．表面
A．．．光軸
圖1A為本發明一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。
圖1B及圖1C為圖1A之微型鏡頭模組的成像光學模擬數據圖。
圖2A為本發明另一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。
圖2B及圖2C為圖2A之微型鏡頭模組的成像光學模擬數據圖。
60．．．影像感測器
70．．．保護蓋
100．．．微型鏡頭模組
110．．．第一透鏡群
112．．．第一透鏡
114．．．第一透光平板
116．．．第二透鏡
120．．．第二透鏡群
122．．．第三透鏡
124．．．第二透光平板
126．．．第四透鏡
S1~S10．．．表面
A．．．光軸
Claims (6)
- 一種微型鏡頭模組，包括：一第一透鏡群，配置於一物側與一像側之間，具有正屈光度，且包括從該物側往該像側依序排列之一第一透鏡一第一透光平板及一第二透鏡，其中該第二透鏡為該第一透鏡群中最靠近該像側的透鏡，且該第二透鏡之朝向該像側的表面為一非球面；以及一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該像側之間，具有負屈光度，且包括從該物側往該像側依序排列之一第三透鏡、一第二透光平板及一第四透鏡，其中該第一透鏡群由一第一複合透鏡所組成，該第一複合透鏡包括多個透鏡，該些透鏡彼此貼合，且該些透鏡中的至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率，其中該第一透鏡為一平凸透鏡，該第一透鏡之凸面朝向該物側，該第一透鏡之平面朝向該像側，以及該第二透鏡為一平凸透鏡，該第二透鏡之平面朝向該物側，該第二透鏡之凸面朝向該像側，其中該第三透鏡為一平凹透鏡，該第三透鏡之凹面朝向該物側，該第三透鏡之平面朝向該像側，以及該第四透鏡為一平凸透鏡，該第四透鏡之平面朝向該物側，該第四透鏡之凸面朝向該像側。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組，其中該第一透鏡之朝向該物側與該像側的表面分別為一第一表面及一第二表面，該第一透光平板之朝向該物側與該像側 的表面分別為一第三表面及一第四表面，該第二透鏡之朝向該物側與該像側的表面分別為一第五表面及一第六表面，該第二表面與該第三表面彼此貼合，該第四表面與該第五表面彼此貼合，形成該第一複合透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組，其中該第二透鏡群由一第二複合透鏡所組成，該第二複合透鏡包括多個透鏡，該些透鏡彼此貼合，且該些透鏡中的至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率。
- 如申請專利範圍第3項所述之微型鏡頭模組，其中該第三透鏡之朝向該物側與該像側的表面分別為一第七表面及一第八表面，該第二透光平板之朝向該物側與該像側的表面分別為一第九表面及一第十表面，該第四透鏡之朝向該物側與該像側的表面分別為一第十一表面及一第十二表面，該第八表面與該第九表面彼此貼合，該第十表面與該第十一表面彼此貼合，形成該第二複合透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡及該第四透鏡各為一非球面透鏡。
- 一種微型鏡頭模組，包括：一第一透鏡群，配置於一物側與一像側之間，具有正屈光度，且包括從該物側往該像側依序排列之一第一透鏡一第一透光平板及一第二透鏡，其中該第二透鏡為該第一透鏡群中最靠近該像側的透鏡，且該第二透鏡之朝向該像側的表面為一非球面；以及 一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該像側之間，具有負屈光度，且包括從該物側往該像側依序排列之一第三透鏡、一第二透光平板及一第四透鏡，其中該第一透鏡群由一第一複合透鏡所組成，該第一複合透鏡包括多個透鏡，該些透鏡彼此貼合，且該些透鏡中的至少其中之一與其他透鏡具有不同的折射率，其中該第一透鏡為一平凹透鏡，該第一透鏡之凹面朝向該物側，該第一透鏡之平面朝向該像側，以及該第二透鏡為一平凸透鏡，該第二透鏡之平面朝向該物側，該第二透鏡之凸面朝向該像側，其中該第三透鏡為一平凸透鏡，該第三透鏡之凸面朝向該物側，該第三透鏡之平面朝向該像側，以及該第四透鏡為一平凹透鏡，該第四透鏡之平面朝向該物側，該第四透鏡之凹面朝向該像側。
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